前言：中文期刊网精心挑选了控制设计论文范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
控制设计论文范文1
如果齿形误差大，渐开线齿面就会不平滑，就会有波谷与峰谷的产生，这样在啮合线就会不连续的产生冲击。可见，由于齿形误差而产生的噪声音调比较尖，频率也比较高。齿圈径向跳动和齿形误差在轮齿每次啮合中通常能引起多次冲击振动,特别是在直齿啮合时噪声会更大。磨齿，剃齿和滚齿的正常加工得到的齿形形状不同，它们产生的噪音也不同。剃齿是现在比较常见的齿轮加工方法。剃齿容易产生中凹齿形的危害，啮齿过程中的啮合系数在1到2之间变化，齿形中凹造成的冲击和噪音是很明显的，而想要解决中凹齿形需要对剃齿刀进行修形。由于齿轮中部被过切的中凹现象是由各接触点分压力的变化产生的，所以需要将刀具齿形进行修型成中凹，从而得到齿轮的中凸齿形。一般情况下，齿形中凸量在0.002到0.005mm之间。此外，当剃齿刀齿数和被加工齿轮齿数得比为奇数时，可以有效避免累计的误差。
2接触精度和运动精度对噪音的影响：
齿向误差影响齿长方向的接触，基节和齿形影响齿高方向的接触，它们都会产生高频噪音，而齿圈径向跳动和周节累计误差会产生低频噪音。齿轮传动受安装与制造的误差,齿轮在传递功率时有变形的发生,造成载荷沿齿宽方向的分布不均匀,使偏载的现象出现。想要使齿轮的接触精度提高，使轮齿的承载能力增加，使齿面负荷均匀,可以使用齿向修形的办法。一般情况下，为了方便加工，提高接触精度，减少噪音，通常使用齿端修薄的方法,做成鼓形的齿向,使轮齿在啮合的时侯在中部接触渐进向两边延展。齿向修形就是为了使齿面形状理论上的齿形有差距，而有意识地沿着齿线的方向对齿面做小量的修削,齿向修型分为鼓形修整与齿端修薄。齿端修薄就是在一小段齿宽范围内，对轮齿的一端或者是两端,根据越接近齿端削薄量要越大的规定,削薄齿厚。鼓形修整就是为了使轮齿和相啮合齿面在齿面中部区域接触，将齿廓修形和齿向修形并用。此外，需要注意的是在剃齿加工的过程中，可以通过利用工作台摇摆机构或利用成形剃齿刀实现。鼓形量根据齿宽来确定，一般情况下控制在0.01到0.025之间。齿向修形图如下所示：（其中标明了设计齿向，设计齿形，理论齿向和理论齿形）
3减速箱体孔精度对噪音的影响：
孔的尺寸精度、中心距误差和同轴度误差都会对噪声产生影响。孔与轴承的配合公差的选择对整机噪音的影响也是非常大的，一般情况下孔与轴承外圈的间隙在0.01mm左右时，可以有效地降低轴承对整机的噪音影响，此外选择适当的油品对降低噪音也有好处。齿轮箱体是一个典型的弹性结构系统，它会在轴承动载荷作用下产生振动，辐射噪声，可见，想要降低噪音，需要合理的设计箱体的振动特性与结构。为了减少噪音，使在动态激励作用下的箱壁振动达到最小，应当做好几何约束，应力约束和频率约束等相关的约束条件。此外，为了减少系统的振动，需要注意在箱体结构设计中让箱体支点和轴承支承座之间的结构联系保持足够的刚度。为了减少振动噪声的幅度，对于较大面积的薄壁，需要设置加强筋。
控制设计论文范文2
(1)设计过程的工程造价:
工程造价就是工程项目的建造价格，指的是完成一项建设项目任务，需要花费的费用。工程项目如果有着较大的规模，那么就可以划分为三个阶段，分别是工程可行性研究报告、初步设计以及施工图设计。要想控制工程造价，设计阶段是不容忽视的，可以避免在施工之前，对设计进行不必要的更改，促使设计过程中的损失得到减小。在可行性方案设计的过程中，总投资估算，对项目投资目标进行确定和分配，并且在实施过程中，调整分配和分解规划投资。在初步设计阶段，通过设计概算，来对投资控制在相应的范围之内，达到成本控制的目的。
(2)设计过程中造价的存在问题:
通过调查研究发现，还有诸多问题存在于设计过程中的造价控制方面，主要包括的内容;没有充分重视设计方案的选择，在选择设计方案的过程中，没有结合客观的数据分析，来评价设计方案，存在着较强的主观性，那么就可能舍弃掉很多优秀的方案;其次是设计与施工脱离，在工程项目设计过程中，相关人员没有充分了解当地的材料，使工程施工无法就地取材，造成工程浪费，增加造价;另外，在设计过程中现场施工的适用性也没有得到足够的重视，这样施工图就与施工情况不相符合，影响到正常的施工，需要更改图纸设计，那么就需要投入更大的成本，促使经济效益降低。再次，没有健全的监督机制和风险评估机制，在设计过程中，没有健全的监督和风险评估制度，在施工过程中，违反了相关规范，如果有问题出现，仅仅是将设计费给退还回去。
(3)设计过程中造价控制方法:
具体来讲，在项目设计过程中，主要采取几种造价控制方法，首先是招标机制，在企业项目对设计方案进行选择的过程中，招标机制可以发挥很大的作用，要充分结合项目的内容和特点，来对招标形式进行合理选择，一般包括两种招标形式，分别是邀请招标和公开招标。借助于招标形式，来对比不同设计方的方案，将有着较强技术性、较为全面的功能以及较好经济性的方案给选择出来，以便更好的控制造价成本;其次是限额设计，在工程项目设计中，限额设计指的是结合投资情况，合理分配投资资源，合理规划设计环节的成本，保证消费资源不会超出投资资源，严格控制工程设计阶段的造价;再次是方案推选，对可行性研究报告进行学习，对比不同方案的技术设计，进行方案的经济性论证，将最为合适的设计方案给找出来，并且对工程设计进行优化，科学的论证方案，促使项目投资质量得到保证，设计周期也可以得到有效缩短，将成本管理和控制给有效实施下去;最后是全生命周期设计，在项目设计中，需要引入全寿命周期理念，科学的规划和设计设计环节中参与的各项成本;并且，在产品适用的全生命周期内，还需要最大限度的降低设计的造价成本，以便得出最为合理的造价成本。
2设计阶段有效控制造价的措施
(1)工程设计阶段经济论证:
将科学的方法运用到工程设计环节，进行经济论证，将合理的优化设计方案给选出来，然后从技术性和经济性方面进行论证，在促使工程结构以及性能要求得到满足的基础上，有机结合定量分析方式和定性分析方法，提高设计方案的经济性和合理性。
(2)规范设计管理体制:
要结合具体情况，对设计管理体制进行构建，对造价控制双方的责任进行明确，并且将项目法人责任制度给实行下去，对投资风险进行有效承担，对责任主体进行明确，这样在设计阶段内，设计单位就会主动控制造价，实现项目效益提高的目的。同时，结合项目具体情况，对组织管理机构进行针对性的构建，在控制的过程中，从设计的质量、进度以及造价等出发，并且构建一个反馈机制，贯穿于项目组织建设、投标以及设计过程控制等诸多方面，进行设计管理规范的构建工作，并且将其指导作用给充分发挥出来。
(3)要对设计人员的素质和经济观念进行提高:
工程设计人员需要充分认识到成本控制的重要性，并且在工程设计中，融入经济性的理念，有机结合技术和工程概预算，促使项目的经济效益得到提高。采取一系列的措施，促使工程设计人员的素质水平得到提升，并且将合理的控制方法应用到工程造价环节，实现造价控制水平提高的目的。
(4)在设计方案优化中有机结合招标机制:
将招标方式应用到工程项目设计方案中，提高选择和竞争的作用，可以将更加优质的方案给选出来，以便在投资可控范围内设置工程预算，提高造价控制的质量和效果。在招标环节中，需要规范性管理招标标准、目的、程序等，从而更好的控制工程造价。
(5)提倡标准化设计:
将标准化设计应用到工程项目的设计阶段，可以促使工程设计效率得到有效提升，实现设计成本得到降低的目的，另外，设计周期也可以得到缩短，经济性较高。
(6)制定设计阶段监理制度:
要结合具体情况，对监理制度进行合理构建，将监理制度的协调和约束作用给充分发挥出来，促使广大设计人员充分认识到造价的重要性，考量设计工程设计的质量和经济性，对设计结构进行优化，实现设计水平提高的目的。要跟踪和考核设计的全过程中，实时更新设计水平。
3结语
控制设计论文范文3
3D智能家庭控制系统实现
1系统设计目标
该系统以实际别墅为载体，并且别墅内部安装定制的智能控制家电，如电冰箱，空调，电视和灯具等。因此实现过程中笔者使用3Dmax对实际别墅及内部装修物品进行建模，使用户可以在构建的虚拟场景中自由漫游，并且在漫游过程中，用户可以对看到的智能家电实施控制，如控制电器的开关，空调温度的调整，电视的选台等功能。使用户通过此系统就能在一个位置控制整个别墅家电的状态，方便用户的生活。另外为使用户能更直观地了解整个别墅的布局情况，用户可从别墅外面观看别墅的剖面图，达到用户不走进别墅内部，从外边就可以看到别墅各个房间的装饰风格以及家电的位置。
2系统设计流程
系统采用3Dmax建模软件构建别墅模型，利用VS2010作为开发环境，基于DXUT框架完成了以上的系统目标，用户可以通过鼠标、键盘或触摸屏与系统进行交互［3］。系统的开发步骤如图1所示。
漫游实现
1自由漫游
三维场景中的自由漫游，用户通过鼠标，键盘，触摸屏或其他的外接设备，可随心所欲地在虚拟场景中查看各个角落的画面。基本原理:摄像机是漫游中一个重要概念，它像是人的眼睛，摄像机照到的地方就是用户可以看到的地方。因此，在实现过程中将一些按键与功能相对应，当用户按到相应的键时，渲染模块根据按键信息，调用相应的功能函数，功能函数完成相应的摄像机参数和其他位置信息的设置，调用一些几何变化，渲染模块根据新的参数信息，重新渲染视角内的模型，完成功能操作［4］。漫游的基本功能有:前后、左右移动以及左右视角的旋转。
2碰撞检测
用户在漫游过程中不能出现穿越墙壁的情况，为达到这种真实性，需要时刻对场景中的对象进行碰撞检测。而碰撞检测就是检测场景中不同对象是否发生了碰撞。从几何上讲，碰撞检测表现为两个多面体的求交测试问题。常用的碰撞检测算法有轴向包围盒检测算法，方向包围和检测算法，离散方向多面体检测算法，时空包围盒检测算法等［5］。各算法有其自己的特点，根据人们的实际应用，由于家电都是形状比较规则的模型，基于包围盒的检测算法能快速准确地计算出摄像机与其附近的模型的相交性。因此，笔者采用轴向包围盒检测算法，通过设置一个轴向长方体将摄像机包裹起来，检测此长方体与模型是否相交［6］。项目中使用的碰撞检测算法如图2所示。
控制设计论文范文4
系统以MSP430F2616微控制器为核心，这款单片机有良好的低功耗性能，适宜开发家用电子产品。当系统上电运行后，WSN节点会通过湿度测量模块对当前湿度进行采集，湿度测量模块选用HS1101湿敏电容与NE555构成多谐振荡器，以此将空气湿度变化转变为电容值的变化，单片机通过采集多谐振荡脉冲频率，可得到湿度值。STC12C5A50S2单片机获得湿度值后，通过NRF24L01传递给主控单片机并显示于TFT液晶，用户可通过按键（“加湿开”、“加湿关”、“干燥开”、“干燥关”“、复位”）进行人机交互。湿度数据与预设湿度范围相比较，若超出范围，MCU可通过控制继电器来驱动加湿与抽湿执行机构。此外，主控系统拥有华为GTM900-CGSM通信模块，支持短信查询功能，用户可借由手机软件平台对湿度进行查询与控制现信息的远距离传输与闭环控制。为满足系统供电需要，选用220V-12V电源适配器进行供电输入，作为加湿器，抽湿器电源；开关集成稳压芯片LM2596输出5V为单片机、NRF24L01模块、TFT液晶逻辑供电；线性稳压元件LM1117稳压输出3.3V为无线主接收模块、TFT液晶背光供电。
2系统软件设计
主程序开始，先初始化各个模块，然后等待命令，若有命令则判断是控制命令还是查询命令，若为查询命令，则向客户端发送信息，若为控制命令，执行控制动作；若无控制命令，判断无线接收数据，若有则做数据处理，若无则数据更新显示，并返回等待命令。
3实验测试及分析
3.1测试方案
系统测试采用先模块单独调试再系统联调的方法。①测试电源模块的输出，得到功率，电压电流信息。②硬件仿真测试单片机，测试液晶显示是否正常。③湿度传感器测试湿度是否采集值成正比，同时测试加湿干燥机构在供电正常情况下能否正常工作。④用PC机的串口调试和GSM模块之间串行通信。⑤整机系统连接好，重复以上步骤，测试数据接收。通过以上测试，可判断整机运行是否正常。
3.2测试数据
测试数据包括以下四部分：①通过万用表测试电源模块的输出：+5V和+3．3V的误差在±0．1Y以内，接上所有负载后输出的电流达1A；②通过设置不同的标准状态值：测试到系统的超标自动发送短信至终端功能正常；③终端发送查询指令至系统：测试到手持机终端接收到的数据和TFT液晶显示屏显示的数据完全吻合；④终端发送控制信息至系统：得到动作与指令相同。
3.3结果分析
经过各项性能的测试，系统指标和参数基本达到预期的效果，如果能考虑到实际的能效，系统将更加完善。
4结束语
控制设计论文范文5
OPC作为微软公司的对象链接和嵌入技术应用于过程控制领域，为工业自动化软件面向对象的开发提供一项统一的标准，解决了应用软件与各种设备驱动程序之间的通信问题。它把硬件厂商和应用软件开发商分离开来，为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁，大大提高了双方的工作效率。应用程序与OPC服务器之间必须有OPC接口，OPC规范提供了两套标准接口:Custom标准接口和OLE自动化标准接口，通常在系统设计中采用OLE自动化标准接口。OLE自动化标准接口定义了以下3层接口，依次呈包含关系。OPCServer(服务器):OPC启动服务器，获得其他对象和服务的起始类，并用于返回OPCGroup类对象。OPCGroup(组):存储由若干OPCItem组成的Group信息，并返回OPCItem类对象。OPCItem(数据项):存储具体Item的定义、数据值、状态值等信息。3层接口的层次关系如图2所示。
2菇棚温度控制系统的设计
2．1菇棚的温度控制原理
宁夏南部山区杏鲍菇生产基地采用大棚式培养方式，作为对杏鲍菇生长起最重要影响的因素，温度显得尤为重要［8］。菇棚温度采用自动记录仪对温度进行检测，利用空调对菇棚温度进行调节。由于温度控制系统具有大时变、非线性、滞后性等特点，采用模糊控制非常合适［9－10］。本文对菇棚的温度进行了控制设计，最终采用模糊PID控制方案，达到对温度的实时控制，从而将出菇阶段的温度控制在14～17℃的范围之内。菇棚温度控制系统的原理如图3所示。图3中，虚线框内的部分在工业控制环境中大多由PLC等控制设备完成，而这些设备很难实现模糊PID的控制功能。因此，将虚线框部分在Simulink中实现，把在Simulink中创建的模糊PID控制器直接应用到现场设备中。菇棚实时温度控制系统原理图如图4所示。图4中，该系统以PCACCESS软件作为OPC服务器，用MATLAB/OPC工具箱中的OPCWrite模块和OPCRead模块与Simulink进行数据交换。传感变送装置检测温度后将电信号传送给S7－200PLC的模拟量输入模块EM231，经过A/D转换后得出温度值;PCACCESS软件从PLC中读取温度值，通过OPCRead模块传送给Simulink;在Simulink中与设定的温度值进行比较后，进行模糊PID计算，将结果通过OPCWrite模块传送给PCACCESS软件，经PCACCESS软件写入到PLC中，计算分析得出数字量，输出到模拟量输出模块EM232，经D/A转换为电信号送给温控装置(空调)，实现对菇棚温度的模糊PID控制。
2．2模糊PID控制系统
2．2．1模糊PID控制器的设计菇棚的温度控制系统是一个复杂的非线性系统，很难建立精确的数学模型，而常规的PID控制则需建立被控对象的精确数学模型，对被控过程的适应性差，算法得不到满意的控制效果。单纯使用模糊控制时，控制精度不高、自适应能力有限，可能存在稳态误差，引起振荡［11－12］。因此，本文针对PID控制和模糊控制的各自特点，将两者结合起来，设计了模糊PID控制器，可以利用模糊控制规则对PID参数进行在线修改，从而实现对菇棚温度的实时控制，将出菇阶段的温度控制在14～17℃的范围之内。基于上述分析，将菇棚温度作为研究对象，E、EC作为模糊控制器的输入，其中E为设定温度值与实际温度值的差值。PID控制器的3个参数KP、KI、KD作为输出。设输入变量E、EC和输出变量的KP、KI、KD语言值的模糊子集均为{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}={负大，负中，负小，零，正小，正中，正大}，误差E和误差变化率EC的论域为{－30，－20，－10，0，10，20，30}，KP的论域为{－0．3，－0．2，－0．1，0，0．1，0．2，0．3}，KI的论域为{－0．06，－0．04，－0．02，0，0．02，0．04，0．06}，KD的论域为{－3，－2，－1，0，1，2，3}。为了论域的覆盖率和调整方便，均采用三角形隶属函数。根据对系统运行的分析和工程设计人员的技术知识和实际操作经验，得出KP、KI、KD的模糊控制规则表，如表1所示。利用Simulink工具箱，建立系统的模糊PID控制器的模型，如图5所示。2．2．2系统的仿真菇棚温度的传递函数采用G(s)=e－τsαs+k。其中，α为惯性环节时间常数，α=10．3s/℃;k=0．023;τ=10s，为纯滞后时间。设定菇棚温度值为15℃，常规PID控制器的仿真结果如图6所示，模糊PID控制器的仿真结果如图7所示。结果表明，菇棚温度控制系统采用模糊PID控制器具有超调小、抗干扰能力强等特点，能较好地满足系统的要求。
3Simulink与S7－200PLC数据交换的实现
PCACCESS软件是专用于S7－200PLC的OPC服务器软件，它向作为客户机的MATLAB/OPC客户端提供数据信息。在菇棚温度控制系统中，模糊PID控制器的输出值和反馈值就是Simulink与S7－200PLC进行交换的数据。实现数据交换的具体步骤如下:1)打开软件PCACCESSV1．0SP4，在“MicroWin(USB)”下，单击右键设置“PC/PG”接口，本文选用“PC/PPI(cable)”。然后，右键单击“MicroWin(USB)”进入“新PLC”，添加监控S7－200PLC，本文默认名称为“NewPLC”。右键单击所添加的新PLC的名称，进入“NewItem”添加变量，本文为输出值“wendu1”和反馈值“wendu2”，设置完成，如图8所示。PCACCESS软件自带OPC客户测试端，客户可以将创建的条目拖入测设中心进行测试，观察通信质量，如图9所示。测试后的通信质量为“好”。2)打开MATLAB，在工作空间输入命令“opctool”后，将弹出OPCTool工具箱的窗口，在该窗口的MAT-LABOPCClients对话框下单击右键，进入“AddClient”添加客户端，用户名默认“localhost”，ServerID选择“S7200．OPCServer”;与PCACCESS软件连接成功后，在“S7200．OPCServer”中添加组和项，把在PCACCESS软件中创建的两个变量“wendu1”和“wendu2”添加到项中，操作完成后结果如图10所示。3)新建Simulink文件，导入模糊PID控制器模型，调用OPCWrite模块、OPCRead模块和OPCConfigura-tion模块，设置OPCWrite模块和OPCRead模块的属性，把OPC工作组中的变量“wendu1”添加到OPCWrite模块中，把变量“wendu2”添加到OPCRead模块中，设置完成后两个模块与控制器相连，如图11所示。这样，基于Simulink和S7－200PLC的模糊PID实时温度控制系统的设计就完成了。
4结论
控制设计论文范文6
1仿人假手系统介绍
本文所控制系统设计以HITV代手为控制对象。该手略小于成年人人手，具有5根手指，每根手指2个指节，大拇指还另有一个内旋/外展关节，共有11个活动关节，整个手由6个直流电机驱动，每根手指安装有力矩传感器、位置传感器、指尖六维力传感器。控制系统采用模块化设计思想，将整个系统分割成几个模块，通过通用接口建立相互连接，使整个控制系统可以放置在仿人假手内部，实现机电一体化。
2基于FPGA的控制系统设计
仿人假手电气控制系统用于实现假手各手指的驱动控制、多种传感器信息的采集以及与上位机(PC或PCI控制卡)之间的通信。该控制系统由10个模块组成，分别为:由FPGA组成的主控芯片模块、USB接口模块、拇指控制电路模块、食指控制电路模块、中指控制电路模块、无名指控制电路模块、小指控制电路模块、肌电信号采集模块、电池管理系统模块、电刺激反馈模块。模块化设计方法增加了控制系统的灵活性与独立性，便于对模块单独进行调试与修改。电气系统总体功能框图如图1。
2．1FPGA主控芯片模块设计
FPGA主控芯片模块采用Altera公司CycloneⅢ系FP-GA芯片EP3C25F25617作为控制核心，负责肌电信号和多种传感器信号的处理、与手指电路的通信、USB通信、CAN通信接口等功能。同时，主控芯片模块还负责大拇指内旋/外展自由度驱动电机的控制。各个功能通过VHDL语言进行编写，FPGA中嵌入双NIOS核构成双核处理器，其中一个NIOS核用于肌电信号处理，另一个NIOS核用于通信;双核通过2M的EEPROM进行通信。FPGA功能框图如图2。RS—485通信通过在NIOS核内自定义元件AutoSCI控制RS—485收发接口芯片MAX3362实现。MAX3362收发芯片可通过3．3V低压实现高速数据传送。CAN与LVDS通信采用复用电路设计(图3)，通过更换接收发送接口芯片完成功能转换。CAN通信采用TI公司的CAN收发器SN65HVD230QD作为接口芯片。LVDS通信采用TI公司的半双工LVDS收发接口芯片SN65LVDM176，构成PPSeCo高速串行通信系统与PCI控制卡通信，通信速率可达25Mbps，保证控制信息与传感器信息传送的及时性。拇指内旋/外展自由度驱动电机由NIOS核中自定义元件PWM控制。元件功能通过VHDL语言编写，PWM波周期和占空比均可调。电机驱动芯片采用MPC17531A，其内部集成双H桥，可直接控制直流有刷电机。
2．2手指运动控制模块设计
五根手指的运动控制模块采用相同的设计方案，增强系统的互换性与通用性。该模块由DSP作为控制核心，直流有刷电机驱动芯片MPC17531A作为电机驱动芯片，负责手指电机的驱动，力矩传感器、位置传感器、电机电流传感器信号的采集与处理，以及与触觉传感器系统的通信，最后各项数据通过RS—485通信接口与主控芯片模块通信。控制模块如图4。该模块采用的DSPTMS320F28027运行速率高，封装小。内部集成的16通道12位A/D转换器可实现对力矩、位置、电机电流信号的采样。串行异步通信接口通过RS—485收发接口芯片实现与主控芯片模块通信。EPWM模块可直接控制直流有刷电机驱动芯片MPC17531A。如图5，关节力矩传感器信号采集系统包括力矩传感器、处理放大电路、滤波电路和A/D转换电路。力矩传感器基于应变原理，采用仪表放大器INA337组成半桥电路对力矩信号进行放大后通过RC滤波电路进入A/D转换芯片。如图6，关节位置传感器信号采集系统包括位置传感器、处理放大电路、滤波电路和A/D转换电路。位置传感器基于旋转电位器原理，采用集成运放MAX9618对电位器信号进行放大后通过RC滤波电路进入A/D转换芯片。
2．3肌电信号采集模块设计
肌电信号采集模块用来采集肌电电极的信号以及对信号的滤波和D/A转换后存储在CPU中，包括RC电路组成的滤波电路、D/A转换电路和电压转换电路。数字信号通过电压转换芯片转换为3．3V电压，通过SPI接口输入到CPU中央处理器。
2．4电池管理系统模块设计
电池管理模块包括电池、电流传感器、蜂鸣器电路、LED显示电路。电流传感器实时监测电池输出电流大小，通过LED显示电路和蜂鸣器电路显示充电状态和电池电量过低报警。
3软件实现
